Online Journal
電子ジャーナル
IF値: 1.878(2021年)→1.8(2022年)

英文誌(2004-)

Journal of Medical Ultrasonics

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2010 - Vol.37

Vol.37 No.Supplement

一般口演
基礎:マイクロバブル

(S337)

生体模擬流路でのキャビテーション観察による微小気泡プリトラッピングの検討

Pre-trapping of microbubbles by observation of cavitation on mimic blood vessel wall

山越 芳樹, 吉澤 伸幸, 井野口 博輝, 郡 裕路, NORSURIANA Fatiha, 三輪 空司

Yoshiki YAMAKOSI, Nobuyuki YOSHIZAWA, Hiroki INOGUCHI, Hiromichi KOORI, Fatiha NORSURIANA, Takashi MIWA

群馬大学大学院工学研究科電気電子工学専攻

Department of Electronic Engineering, Graduate school of Gunma University, Faculty of Engineering

キーワード :

【はじめに】
強力な超音波を微小気泡に照射するときに起こる細胞膜の微小穿穴を薬液導入効率の向上のために利用する超音波ドラッグデリバリシステムでは,微小気泡に働く音響放射圧を積極的に利用することで薬液導入効率を高められると考えられている.超音波照射により微小気泡が放射する2次超音波は近隣気泡にSecondary Bjerknes力と呼ばれる音響放射圧を与え,気泡が集合したり集合気泡がある間隔で並んだりするような特徴ある運動を示す.我々は気泡間に音響放射圧を加えるための超音波(ポンピング波)を変調し,近隣気泡に加わる音響放射圧の大きさや向きを制御することで微小気泡全体の状態を整え,気泡キャビテーションによる効果を増強させる方法(プリトラッピング法)の検討を行ってきた.今回,生体組織の音響特性を模擬したゲル流路を用いて,ポンピング波の照射シーケンスを変化させた時のキャビテーション効果の増強について実験的に検討した.
【実験条件】
微小気泡としてレボビスト,生体模擬流路としてNIPAゲル(反射率約2.5%,流路径2mm)を用い,流速0.55mm/sで微小気泡を流した.気泡が導入されるのを一定時間待ち(以降インターバル時間:Tiと呼ぶ),周波数掃引法(ポンピング超音波の音圧50kPa,周波数2.5MHz〜1.75MHz,照射時間1秒,掃引周期0.25秒)によるプリトラッピングを行った後,バースト超音波(周波数2.5MHz,音圧2MPa,波数10000)を照射してキャビテーションを起こした.流路に流れる気泡の総量が一定の条件の下で流路内面の微小な荒れを増やせる効率的なシーケンスを求めるために,このサイクルを一定時間(10分間)繰り返した.実験後,光学顕微鏡で流路壁面を観察した.
【実験結果】
Tiが10秒及び60秒でのキャビテーション後の流路上面での観察画像をそれぞれFig.1およびFig.2に示す.超音波照射シーケンスを変化させることで,キャビテーションによる微小穿穴径及びその量が変化することがわかる.以上から,気泡キャビテーションの効果向上のためには最適なインターバル時間があることがわかった.今後は周波数掃引周期など,この他のパラメータについても検討を行う予定である.